9.5. Расчет оболочки на устойчивость
Оболочку сферического резервуара необходимо рассчитать на устойчивость для случая возникновения в резервуаре абсолютного вакуума равного 0,1 МПа.
Чтобы стенка
резервуара не потеряла устойчивость
от возникновения вакуума
,
должно выполняться следующее условие.
Сжимающие напряжения
в
стенке сферической оболочки от воздействия
вакуума не должны превышать критических
напряжений
,
(9.15)
,
где – радиус сферической оболочки;
– толщина стенки
оболочки.
Критические
напряжения для сферических оболочек с
соотношением размеров
вычисляются в соответствии со СНиП
II-23-81
«Стальные конструкции»
.
(9.16)
9.6. Расчет стоек резервуара
Расчет стоек резервуара проводится по методике, которая изложена выше для внецентренно сжатых колонн.
Стойки сферических резервуаров работают на внецентренное сжатие (рис.я) и поэтому должны рассчитываться на прочность и на устойчивость.
Рис. 61. Расчетные схемы стойки сферического резервуара
– Стойка; 2) – оболочка; 3) – связи между опорами
Продольная
сила на стойку
определяется с учетом всех нагрузок
,
действующих на стойку
,
(9.17)
где
–
число
стоек.
Максимальная суммарная расчетная нагрузка должна вычисляться для варианта нагружения при проведении испытаний путем полного заполнения сферической оболочки водой
,
(9.18)
где
– вес стальной сферической оболочки;
– вес воды;
– вес опор и связей;
– вес оборудования;
– снеговая нагрузка;
– вес лестниц, площадок и т.п.;
– коэффициенты
надежности по нагрузке.
Величина
эксцентриситета
определяется максимальным моментом,
который возникает в стойке от поперечной
силы
или
(рис. 61), которые могут появляться при
радиальной деформации сферической
оболочки или от ветровой нагрузки
.
(9.19)
Содержание
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….. 3
1. УСТОЙЧИВОСТЬ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ………………...3
1.1. Потеря устойчивости прямого стержня под действием
осевой сжимающей силы……………………………………………..………...3
1.2. Поперечные перемещения подземного участка
магистрального трубопровода…………………………………………………6
1.3. Сопротивление грунта поперечным перемещениям трубы……………..8
1.4. Энергетический метод определения критической силы……………….10
1.5. Упрощенные зависимости для практических расчетов………………...13
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПОР И ЭСТАКАД МАГИСТРАЛЬНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ……………………………………..15
3. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ………………………………………19
3.1. Бетон……………………………………………………………………….20
3.2. Арматура……………………………………………………………….…..25
3.3. Арматурные изделия, закладные детали и стыки…………………….…27
3.4. Свойства железобетона…………………………………………………...29
3.5. Методы расчета на прочность железобетонных конструкций………...30
4. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ОТДЕЛЬНО СТОЯЩИХ ОПОР……......36
4.1 Конструктивная схема шпальных отдельно стоящих опор………….….36
4.2 Железобетонные опоры…………………………………………………...37
4.3 Конструирование стальных опор…………………………………………39
5. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ИЗГИБАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОТДЕЛЬНО СТОЯЩИХ ОПОР ……………………………………………………………..…..40
5.1 Нагрузки и воздействия на отдельно стоящие опоры…………………..40
5.2 Расчет железобетонных траверс…………………………………………..43
5.3 Расчет стальных балочных конструкций опор и эстакад……………….45
6. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
НА СЖАТИЕ ……………………………………………………………………….53
6.1. Расчет центрально сжатых колонн……………………………………...55
6.2. Расчет внецентренно сжатых колонн…………………………………...58
6.3. Расчет базы колонны……………………………………………………...60
7. РАСЧЕТ ОТДЕЛЬНО СТОЯЩЕГО ФУНДАМЕНТА ПОД КОЛОННУ…….64
7.1 Определение размеров подошвы фундамента…………………………...65
7.2 Расчет отдельно стоящего центрально-сжатого фундамента на изгиб...66
7.3 Расчет отдельно стоящего фундамента на продавливание……………..68
7.4 Расчет внецентренно сжатого фундамента………………………………70
8. РАСЧЕТ ПРОДОЛЬНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ НАДЗЕМНОГО УЧАСТКА ТРУБОПРОВОДА …………………………………………………………...……..70
9. СФЕРИЧЕСКИЕ РЕЗЕРВУАРЫ………………...……………………………...72
9.1. Определение напряжений в осесимметричных оболочках
по безмоментной теории………………………………………………………75
9.2. Определение толщины стенки оболочки сферического резервуара…..78
9.3. Кратковременные нагрузки на сферический резервуар………………..79
9.4. Деформации сферической оболочки…………………………………….80
9.5. Расчет оболочки на устойчивость……………………………………….80
9.6. Расчет стоек резервуара…………………………………………………..81
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Список литературы
СНиП 2.05.06–85. Магистральные трубопроводы. – М.: Стройиздат, 2000.
Айнбиндер А.Б. Расчет магистральных и промысловых трубопроводов на прочность и устойчивость: Справочное пособие. – М.: Недра, 1991. – 287 с.
Пособие по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы (к СНиП 2.09.03-85). М.: ЦНИИпромзданий, 1989. 60 с.
СНиП 2.01.07 – 85. Нагрузки и воздействия. – М.: Стройиздат, 1987.
СНиП II-23–81. Стальные конструкции. – М.: Стройиздат, 1998.
Строительные конструкции: Учебное пособие / Р.Л. Маилян, Д.Р. Маилян, Ю.А. Веселев – 2-е изд. – Ростов н/Д: Феникс, 2005. – 880 с.
Заключение
В двух частях учебного пособия «Строительные конструкции» и четвертой главе учебного пособия «Проектирование нефтехранилищ» (авторы К.А.Вансович, М.В.Кучеренко) изложен теоретический курс по дисциплине «Строительные конструкции» для студентов специальностей, связанных с трубопроводным транспортом и хранением нефти и газа. Представленный в этих учебных пособиях материал позволяет студентам выполнить домашние задания по расчету на прочность и устойчивость надземных и подземных трубопроводов, определению продольных перемещений трубопроводов и расчету компенсаторов. Главы, относящиеся к проектированию и расчету резервуаров для хранения углеводородов, будут необходимы при выполнении курсового и дипломного проектов.
Следует отметить, что при проектировании и расчете строительных конструкций руководящими документами, обязательными для исполнения, являются СНиПы (Строительные нормы и правила) и ГОСТы. В учебном пособии материал изложен в последовательности и объеме, позволяющем понять логику и методику, использованную в строительных нормах при изложении достаточно сложных расчетов.
Материал, изложенный в учебных пособиях, позволяет получить достаточные знания для дальнейшего изучения численных методов и компьютерных программ, необходимых при моделировании и расчёте более сложных сооружений и элементов строительных конструкций трубопроводного транспорта нефти и газа.